必修三第三章第四節(jié)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

新課導(dǎo)入黃皮膚黑皮膚單眼皮雙眼皮

有的人是黃皮膚有的人是黑皮膚，有的人單眼皮有的人雙眼皮，頭發(fā)的顏色也會(huì)有不同！他們的性狀為什么不一樣呢？

摩爾根將基因定位于染色體上，后來(lái)證明染色體中只有DNA是遺傳物質(zhì)。那么，基因等于DNA嗎？第4節(jié)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段一、說(shuō)明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例二、DNA片段中的遺傳信息教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)2.說(shuō)明基因和遺傳信息的關(guān)系。1.舉例說(shuō)明基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。能力目標(biāo)運(yùn)用數(shù)學(xué)方法說(shuō)明DNA分子的多樣性和特異性。情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)1.通過(guò)介紹DNA技術(shù)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)價(jià)值觀的教育。2.使學(xué)生初步形成遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一、多樣性與共同性相統(tǒng)一的觀點(diǎn)。重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重難點(diǎn)1.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。2.DNA分子具有多樣性和特異性。脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性。問(wèn)題：計(jì)算所有基因的堿基對(duì)總數(shù)的比例。資料1：一、說(shuō)明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個(gè)DNA分子，長(zhǎng)度約為4700000個(gè)堿基對(duì)，在DNA分子上分布著4400個(gè)基因，每個(gè)基因的平均長(zhǎng)度約為1000個(gè)堿基對(duì)。

全部基因的堿基對(duì)總數(shù)只是DNA堿基對(duì)總數(shù)的一部分，因此，基因是DNA的片段。根據(jù)資料1，你能得出什么結(jié)論？

把海蜇的綠色熒光基因轉(zhuǎn)入鼠的體內(nèi)，鼠體內(nèi)出現(xiàn)了以前沒(méi)有的熒光。而沒(méi)有轉(zhuǎn)入綠色熒光基因的鼠，體內(nèi)沒(méi)有變化。資料2：（1）該實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？是否導(dǎo)入綠色熒光蛋白基因。（2）為何設(shè)置3號(hào)小鼠？起對(duì)照作用。（3）該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和結(jié)論是什么？

1、2、4號(hào)小鼠在紫外線照射下發(fā)光，3號(hào)小鼠不發(fā)光。海蜇的這種基因不僅傳給小鼠，而且還能表現(xiàn)出來(lái)，起到控制小鼠的特定性狀的作用，即具有了特定的“效應(yīng)”。說(shuō)明：基因有遺傳效應(yīng)。它可以獨(dú)立起作用。

基因是特定的DNA片段，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上去，從而獲得某種性狀的表達(dá)，所以基因是結(jié)構(gòu)單位。（4）說(shuō)明了什么？

人類基因組計(jì)劃測(cè)定的是24條染色體（22條常染色體+X+Y）上的DNA的堿基序列。其中，每條染色體上有一個(gè)DNA分子。資料3：

這24個(gè)DNA分子大約有31.6億個(gè)堿基對(duì)，其中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占?jí)A基總數(shù)的比例不超過(guò)2%。

人體中構(gòu)成基因的堿基對(duì)組成比較少，不超過(guò)全部堿基總數(shù)的2%。這說(shuō)明并不是隨便一段DNA就稱為基因?；蚴且欢蜠NA，但是一段DNA不一定是基因。資料3說(shuō)明了什么？

沒(méi)有HMGIC基因，就沒(méi)有肥胖的表現(xiàn)，有HMGIC基因就有肥胖表現(xiàn)。資料4說(shuō)明了什么？

HMGIC基因控制肥胖這個(gè)性狀。說(shuō)明基因能控制生物的性狀。資料4：總結(jié)：基因與DNA的關(guān)系？

基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，是生物體遺傳的功能單位和結(jié)構(gòu)單位。二、DNA片段中的遺傳信息

每個(gè)DNA分子有很多基因，每個(gè)基因又都是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，DNA必然蘊(yùn)含了大量的遺傳信息。那么，DNA分子為什么能夠儲(chǔ)存大量的遺傳信息呢？

①DNA分子由兩條脫氧核糖核苷酸鏈組成雙螺旋結(jié)構(gòu);②外側(cè)：磷酸和脫氧核糖交替連接，構(gòu)成DNA的基本骨架;③內(nèi)側(cè)：兩條鏈之間的對(duì)應(yīng)堿基通過(guò)氫鍵連接起來(lái)。

DNA的結(jié)構(gòu)（一）遺傳信息蘊(yùn)藏的位置遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中。（二）DNA如何儲(chǔ)存遺傳信息1.若1個(gè)堿基對(duì)組成1個(gè)基因，4種堿基對(duì)能形成多少種基因？4種2.若2個(gè)堿基對(duì)組成1個(gè)基因，4種堿基對(duì)能形成多少種基因？42=16種想一想

3.若N個(gè)堿基對(duì)組成1個(gè)基因，4種堿基對(duì)能形成多少種基因？4N種4.假如決定臉型的一個(gè)基因只有17個(gè)堿基對(duì)組成，那么這種排列有多少種可能？417種，為172億種。說(shuō)明DNA分子具有多樣性。5.全球人口總數(shù)約為65億。假設(shè)人類基因組中第１號(hào)染色體的第１個(gè)基因是由17個(gè)堿基對(duì)隨機(jī)排列構(gòu)成的，那么，17個(gè)堿基對(duì)的所有排列是否都有機(jī)會(huì)出現(xiàn)？人群中任意兩個(gè)人，這個(gè)基因的脫氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？

理論上，每一個(gè)基因中的堿基對(duì)是可以隨機(jī)排列的，但大量隨機(jī)排列的核苷酸序列一般不能表達(dá)出某種適應(yīng)環(huán)境的性狀，這種序列在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中會(huì)逐漸被淘汰掉。人群中任意兩個(gè)人，這個(gè)基因的脫氧核苷酸序列完全相同的可能性為1/172億。說(shuō)明DNA分子具有特異性。

堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性，而堿基特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性。DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。結(jié)論DNA片段中的遺傳信息的特點(diǎn)：1.多樣性；2.特異性。（三）DNA片段中的遺傳信息的特點(diǎn)

1.多樣性；2.特異性；3.穩(wěn)定性。

討論：1.解釋DNA的多樣性和特異性。2.解釋生物體多樣性和特異性的原因。4.DNA指紋能用來(lái)鑒定身份嗎？有科學(xué)依據(jù)嗎？3.你認(rèn)為基因中的堿基對(duì)是隨機(jī)排列成的DNA片段嗎？三、DNA指紋技術(shù)的應(yīng)用

DNA指紋：指具有完全個(gè)體特異的DNA多態(tài)性，其個(gè)體識(shí)別能力足以與手指指紋相媲美，因而得名?？捎脕?lái)進(jìn)行個(gè)人識(shí)別及親權(quán)鑒定。（一）概念1.高度的特異性。除非是同卵雙生子女，否則幾乎不可能有兩個(gè)人的DNA指紋的圖形完全相同。

2.穩(wěn)定的遺傳性：DNA是人的遺傳物質(zhì)，其特征是由父母遺傳的。

3.體細(xì)胞穩(wěn)定性：即同一個(gè)人的不同組織如血液、肌肉、毛發(fā)、精液等產(chǎn)生的DNA指紋圖形完全一致。（二）DNA指紋具有下述特點(diǎn)：課堂小結(jié)A.從基因在染色體(染色質(zhì))上的關(guān)系看：基因在染色體上具有一定的位置，并且呈線性排列?；蚺c染色體的行為具有一致性。

基因與染色體(染色質(zhì))、DNA、性狀、遺傳信息的關(guān)系：B.從基因與DNA的關(guān)系看：每個(gè)DNA分子上有許多基因，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段(DAN片段不一定是基因)。C.從基因與性狀的關(guān)系看：基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)和功能單位。D.從基因與遺傳信息的關(guān)系看：基因的脫氧核苷酸的排列順序包含著遺傳信息。對(duì)于某個(gè)基因來(lái)說(shuō)，其“順序”是固定